Основные дозиметрические характеристики.
Мы живем в мире, пронизанном ионизирующими излучениями. Для контроля уровней угрозы полезно знать систему количественных критериев оценки этих угроз.
В качестве предисловия сообщаем, что естественный радиационный фон в различных местностях неодинаков, и колеблется от 10-20 мкР/час на равнине до 60 мкР/час в горных местностях; в среднем получается примерно 0,35 Р/год. В горах существенно «фонят» горные породы, сказывается и то, что с ростом высоты возрастает космическая составляющая естественного фона, как возрастает она и при полетах на самолете. Материалы из горных пород могут «фонить» и после перевозки их на равнинную местность.
Международное агентство по атомной энергии (МАГАТЭ) рекомендует считать нежелательным для человека все, что превосходит природный фон.
Сведения о дозиметрических характеристиках, единицах их измерения и их взаимосвязях сведены в систематизирующую таблицу 2.
Табл. 2. Основные дозиметрические характеристики.
| Обозначение | Определение | Формула | Единицы, их связи | ||
| Поглощенная доза | |||||
| Dпогл. | Отношение поглощенной энергии к массе облученного вещества | Dпогл. 
| 1 грей (Гр; Gy)
1 Гр = 1 
| ||
| Мощность поглощенной дозы | |||||
| Рпогл. | Отношение поглощенной дозы ко времени, за которое она получена | Рпогл. = | Грей в секунду
| ||
| Экспозиционная доза – устаревшая характеристика рентгеновского и гамма-излучения.
| |||||
| Dэксп | Облучаемый воздух, взятый при нормальных условиях, получает экспозиционную дозу 1 рентген, если в 1 см3 образуется 2,08‧109 пар ионов, имеющих суммарн. заряд одного знака q= 3,33‧10-10 Кл/см3 = 3,33‧10-4 Кл/м3. | Dэксп = | Кулон на килограмм (1 | ||
| Мощность экспозиционной дозы | |||||
| Рэксп. | Экспозиционная доза, полученная за единицу времени. |
| Рентген в час, и дробные его единицы:
Рентген в секунду, и его дробные единицы:
| ||
| Эквивалентная доза | |||||
| Dэкв. | Эквивалентная доза – это поглощенная доза излучения, пересчитанная с учетом биологического действия данного вида излучения. для нейтронного излучения f = 3 ‧ 10, в зависимости от энергии нейтронов; для α-излучения f = 20. | Dэкв. = Dпогл. ‧f | 1 зиверт (Зв) – количество излучения, дающего тот же биологический эффект, что и доза в 1 Гр | ||
| Мощность эквивалентной дозы | |||||
| Рэкв | Эквивалентная доза, полученная за единицу времени | | Зиверт в секунду (ЗВ/с)
Для рентгеновского, - излучения и естественного фона:
| ||
Контрольные вопросы к семинару «Ионизирующие излучения»
|
|
|
1. Рентгеновское и гамма-излучение; их природные источники, положение
на шкале электромагнитных волн.
2. Рентгеновская трубка: назначение и принцип действия.
3. Бетатрон: назначение и принцип действия.
4. Тормозное рентгеновское излучение; его спектр.
5. Характеристическое излучение; его спектр.
6. Ионизирующее действие рентгеновского излучения.
7. Отражение и преломление рентгеновского излучения.
8. Закон ослабления рентгеновского излучения. Слой половинного
ослабления.
9. Когерентное рассеяние рентгеновского излучения.
10. Фотопоглощение рентгеновского излучения.
11. Эффект Комптона.
12. Гамма-излучение и его свойства. Образование электронно-позитронных
пар.
13. Рентгеновское излучение в диагностике: рентгеноскопия,
рентгенография, флюорография, холецистография, ирригоскопия.
14. Применение рентгеновского излучения в стоматологии.
Ортопантомография, Визиография.
15. Радиоактивный распад, его виды: альфа- и бета-распад.
16. Уравнение радиоактивного распада. Период полураспада. Активность.
Единицы активности.
17. Применение ионизирующих излучений в лучевой терапии: альфа- и бета-
|
|
|
терапия, рентгеновская и гамма-терапия. Гамма-нож. Протонная терапия.
18. Счетчик Гейгера: назначение и принцип действия.
19. Сцинтилляционный счетчик: принцип действия и возможности
применения.
20. Гамма-камера: назначение, принцип действия, возможности.
21. Основные дозиметрические характеристики.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 55
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК
ЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ
Цели работы:
1. Ознакомление с лазерами и свойствами их излучения.
2. Определение длины волны и других характеристик излучения лазера с помощью дифракционной решетки.
Кванты. Фотоны.
Лазеры – оптические квантовые генераторы – приборы, преобразующие энергию электрического тока в энергию светового излучения с особыми свойствами.
Прежде всего, уточним смысл некоторых терминов первого абзаца.
Генератор (от лат. generator – производитель) – это устройство, преобразующее один вид энергии в другой. В лазерах электроэнергия преобразуется в энергию света или ближних к нему диапазонов электромагнитных излучений.
Квант (от лат. quantum – сколько) – неделимая порция энергии электромагнитного излучения.
Согласно Максу Планку (теория теплового излучения; 1900 год), излучение и поглощение энергии электромагнитных волн происходит не любыми, а строго определенными порциями энергии – квантами. Энергия кванта: Е = hν, где ν – частота колебаний в электромагнитной волне;
|
|
|
h – постоянная Планка. Обратите внимание: здесь обсуждается квант как количественная мера одного из свойств электромагнитной волны – ее энергии.
В 1905 году Альберт Эйнштейн выдвинул гипотезу: электромагнитную волну с частотой ν можно рассматривать как поток квантов с энергией hν . В этой гипотезе квант – это материальный объект, обладатель энергии hν. Спустя некоторое время такие объекты получили название «фотоны».
Фотон – элементарная частица, квант электромагнитного излучения, переносчик электромагнитного взаимодействия. Но электрического заряда фотон не имеет.
Фотон – это частица, имеющая массу покоя, равную нулю. Это означает, что состояние покоя – невозможное для него состояние; он существует только в движении, и скорость этого движения – величина постоянная, она одинакова во всех системах отсчета и равна скорости света в вакууме: с = 3·108 м/с. Энергия фотона пропорциональна частоте электромагнитного излучения: Е = hν. Зная установленную Эйнштейном связь энергии и массы в виде знаменитой формулы Е = mc2, можно вычислить массу фотона: m = E / c2 = hν / c2. Это значение массы фотона будет определять результаты его столкновения с электроном: например, при комптоновском рассеянии.
Утверждают, что фотон – самая распространенная частица во Вселенной: на один нуклон приходится не менее 20 млрд фотонов.
Фотон не имеет размеров и внутренней структуры.
Первоначально понятие «квант» было воспринято с большим недоверием всеми, включая и Макса Планка, автора этой идеи, долго пытавшегося сохранить положительные результаты своей теории, выкинув из нее идею квантов. Но без квантов теория рассыпалась.
Между тем, дискретность (квантованность) многих важных характеристик мироздания была известна и до 1900 года. Вот примеры: дискретны массы атомов и молекул разного вида, дискретен электрический заряд. Парадоксальными казались проявления дискретности в волновых процессах, но к этим экспериментально подтвержденным свойствам реального мира предстояло привыкнуть. Некоторые привыкают до сих пор…
Можно вспомнить и о том, что строительство из кирпича – давняя строительная технология. А кирпич – чем он не квант?
Можно вспомнить и о развитии цифровых технологий: шаг квантования любой аналоговой величины - чем он не кирпич?
Дата добавления: 2018-11-24; просмотров: 396; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!